CN103712501B - 一种分布式微网中单罐熔盐储热装置 - Google Patents

一种分布式微网中单罐熔盐储热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，单罐为中空圆柱形罐体，单罐顶部和底部分别连接设有单罐上油层和单罐下油层，单罐上部设有熔盐加料口，单罐上部中间位置设有熔盐层压力表和泄压阀，熔盐层压力表与泄压阀连接，单罐中部设有熔盐层取料针阀，单罐下部设有熔盐放料口，单罐下油层设置下油层进油口，下油层出油口和下油层换油口，若干导热油管按圆周阵列式垂直排列于单罐罐体内，单罐外部还设有外保温筒层；本发明的设备成本花费低，结构简单、设备管线较短距离、不存在熔盐冻堵、减少热能损耗，集储盐及储能于一体；本发明不存在由于熔盐的凝固而导致的管路堵塞问题，无需在设备上添加电伴热系统，节省成本。

Description

一种分布式微网中单罐熔盐储热装置
技术领域
本发明涉及一种储热装置，尤其涉及一种分布式微网中单罐熔盐储热装置。
背景技术
现有技术的储能方式大多数为显热储能技术，显热储能技术是利用材料的温度升高会吸收热量，材料温度的降低会释放热量的性质进行热量储存。显热储能系统的特点是装置简单，成本较低，但是能量的储存密度较低，贮热装置的体积庞大，而且在能量释放过程中输出温度波动过大影响了使用稳定性。
相变储能技术是目前储热技术主要研究的方向。一般来说，相变时吸收/释放的热量会远远大于温度变化时显热所吸收/释放的热量，故相对于显热储能方式，其拥有能量储存密度较高。又因为在外界环境条件不变时，材料相变的温度是固定的，所以相变储能、释能过程也近似等温，易于进行系统的匹配。因此，相变储能技术是目前研究的热点方向之一，在工业余热利用等方面有一定的应用前景。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，以解决上述显热储能技术的储存密度较低，贮热装置体积庞大，而且在能量释放过程中输出温度波动过大影响了使用稳定性的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，包括单罐，若干导热油管，其中，所述单罐为中空圆柱形罐体，若干所述导热油管按圆周阵列式垂直排列于所述单罐罐体内，导热油通过若干所述导热油管流通，所述单罐外部设有外保温筒层，所述外保温筒层用于对所述单罐进行保温，所述单罐顶部和底部分别连接设有单罐上油层和单罐下油层，导热油通过导热油管进入并囤积于所述单罐上油层和所述单罐下油层，所述单罐上部设有熔盐加料口，熔盐通过所述熔盐加料口加入，熔盐用于对通过若干所述导热油管流通的导热油的热能进行储存，达到储热的作用，所述单罐上部中间位置设有熔盐层压力表和泄压阀，所述熔盐层压力表用于检测单罐内熔盐压力，所述熔盐层压力表与所述泄压阀连接，所述单罐中部设有熔盐层取料针阀，所述熔盐层取料针阀用于对所述单罐中的熔盐进行取料分析，所述单罐下部设有熔盐放料口，所述单罐下油层设置下油层进油口，下油层出油口和下油层换油口。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，所述单罐上油层和所述单罐下油层与所述单罐通过螺栓和螺帽连接。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，所述熔盐加料口一端呈弯曲状。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，若干所述导热油管皆为直线型导管。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，所述外保温筒层与所述单罐之间设有保温材料。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，所述单罐下油层用隔板分为三个区域。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，所述单罐上油层用隔板分为两个区域。
上述一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，其中，所述泄压阀内设有自动泄压模块。
本发明由于采用了上述技术，产生的积极效果是：
本发明的设备成本花费低，结构简单、设备管线较短距离、不存在熔盐冻堵、减少热能损耗，集储盐及储能于一体；本发明不存在由于熔盐的凝固而导致的管路堵塞问题，无需在设备上添加电伴热系统，节省成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一种分布式微网中单罐熔盐储热装置的结构示意图；
图2为本发明的一种分布式微网中单罐熔盐储热装置的压力表及泄压阀的放大图；
图3为本发明的一种分布式微网中单罐熔盐储热装置的立体结构示意图；
图4为本发明的一种分布式微网中单罐熔盐储热装置的仰视图；
图5为本发明的一种分布式微网中单罐熔盐储热装置的俯视图。
1 外保温筒层
2 熔盐加料口
3 压力表
4 熔盐层取料针阀
5 单罐熔盐层
6 熔盐放料口
7 下油层进油口
8 单罐下油层
9 单罐上油层
10 单罐熔盐氮气保护层
11 导热油管
12 下油层出油口
13 下油层换油口
14 泄压阀
15 单罐
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例：
请结合图1-5所示，本发明的一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，包括单罐15，若干导热油管11，其特征在于，单罐15为中空圆柱形罐体，若干导热油管11按圆周阵列式垂直排列于单罐15罐体内，导热油通过若干导热油管11流通，单罐15外部还设有外保温筒层1，外保温筒层1用于对单罐15进行保温，单罐15顶部和底部分别连接设有单罐上油层9和单罐下油层8，导热油通过导热油管11进入并囤积于单罐上油层9和单罐下油层8，单罐15上部设有熔盐加料口2，熔盐通过熔盐加料口2加入，熔盐用于对通过若干导热油管11流通的导热油的热能进行储存，达到储热的作用，单罐15上部中间位置设有熔盐层压力表3和泄压阀14，熔盐层压力表3用于检测单罐15内熔盐压力，熔盐层压力表3与泄压阀连接14，单罐15中部设有熔盐层取料针阀4，熔盐层取料针阀4用于对单罐15中的熔盐进行取料分析，单罐15下部设有熔盐放料口6，单罐下油层8设置下油层进油口7，下油层出油口12和下油层换油口13。
本发明在上述基础上还具有以下实施方式，请继续结合图1-5所示，
本发明的进一步实施例中，单罐上油层9和单罐下油层8与单罐15通过螺栓和螺帽连接。
本发明的进一步实施例中，熔盐加料口6一端呈弯曲状。
本发明的进一步实施例中，若干导热油管11皆为直线型导管。
本发明的进一步实施例中，外保温筒层1与单罐15之间设有保温材料。
本发明的进一步实施例中，单罐下油层8用隔板分为三个区域。
本发明的进一步实施例中，单罐上油层9用隔板分为两个区域。
本发明的进一步实施例中，泄压阀14内设有自动泄压模块。
使用者可根据以下说明进一步认识本发明的特性及功能：
单罐15外部可连接太阳能集热器，导热油源和单/双效溴化锂吸收式制冷机，导热油从下油层进油口7进入导热油管11中，太阳能集热器接收的热能将导热油加热到约250℃，高温导热油中的一部分将被输送至单/双效溴化锂吸收式制冷机中，供其运行，另一部分的高温导热油被输送至单罐15中，将高温导热油中的热能传递给储能介质熔盐，并储存在单罐15中。如此一来，在白天，太阳能集热器一边吸收太阳能对导热油进行加热，一部分供单/双效溴化锂吸收式制冷机使用，一部分供单罐15储存，在夜里或阴天，单罐15中存储的热量可重新传递给导热油，天冷时，导热油传输至取暖设备，供取暖使用；天热时，导热油传输至制冷设备，供制冷使用。
单罐15的储热过程具体如下所示：
分布式微网中单罐熔盐储热装置，单罐15内部圆周阵列式排布若干供走油使用的导热油管11，若干导热油管11之间形成的空隙中填装熔盐，熔盐从熔盐加料口2中加入；为了防止在长期运行过程中熔盐分解导致熔盐层5压力过高，保证设备安全，在单罐15的罐体上安装有熔盐层压力表3及泄压阀14，当设备运行压力过高时，泄压阀14内部的自动泄压模块系统被激发并开始自动泄压；长期运行过程中熔盐的某种组分分解从而导致熔盐的熔点升高，为了方便时时监测熔盐的物性变化，在单罐15的罐体上安装有熔盐层取料针阀4，间隔一定时间在不需要停止系统运行的情况下取样分析，从而达到监测蓄热介质-熔盐的物性参数；为有效减少导热油管11的数量，同时为了保持一定的管内流速，采用四管程布置，合成导热油从下油层进油口7进入，（如图4，图5所示，A区域至D区域为单罐下油层的分布格局，E区域至H区域为单罐上油层的分布格局，图4和图5中的字母一一对应，A区域对应E区域，B区域对应G区域，C区域对应H区域，D区域对应F区域），此时导热油位于单罐下油层8的A区域，流向单罐上油层9的E区域，而后经过E区域转入G区域并又流回单罐下油层8的B区域，在流入C区域之后继续向上，流入H区域，在流入F区域后向下流至D区域，最终经由下油层出油口12流出罐外，由此循环流动；为了方便运行数年之后的换油工作，在单罐下油层8上增开单罐油层换油口13，导热油管11全部采用直管形式可有效避免出现换热死区，使得整个温度场分布均匀。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种分布式微网中单罐熔盐储热装置，包括单罐，若干导热油管，其特征在于，所述单罐为中空圆柱形罐体，若干所述导热油管按圆周阵列式垂直排列于所述单罐罐体内，导热油通过若干所述导热油管流通，所述单罐外部设有外保温筒层，所述外保温筒层用于对所述单罐进行保温，所述单罐顶部和底部分别连接设有单罐上油层和单罐下油层，导热油通过导热油管进入并囤积于所述单罐上油层和所述单罐下油层，所述单罐上部设有熔盐加料口，熔盐通过所述熔盐加料口加入，熔盐用于对通过若干所述导热油管流通的导热油的热能进行储存，达到储热的作用，所述单罐上部中间位置设有熔盐层压力表和泄压阀，所述熔盐层压力表用于检测单罐内熔盐压力，所述熔盐层压力表与所述泄压阀连接，所述单罐中部设有熔盐层取料针阀，所述熔盐层取料针阀用于对所述单罐中的熔盐进行取料分析，所述单罐下部设有熔盐放料口，所述单罐下油层设置下油层进油口，下油层出油口和下油层换油口；
所述单罐下油层用隔板分为三个区域；
所述单罐上油层用隔板分为两个区域；
所述泄压阀内设有自动泄压模块。
2.根据权利要求1所述的分布式微网中单罐熔盐储热装置，其特征在于，所述单罐上油层和所述单罐下油层与所述单罐通过螺栓和螺帽连接。
3.根据权利要求1所述的分布式微网中单罐熔盐储热装置，其特征在于，所述熔盐加料口一端呈弯曲状。
4.根据权利要求1所述的分布式微网中单罐熔盐储热装置，其特征在于，若干所述导热油管皆为直线型导管。
5.根据权利要求1所述的分布式微网中单罐熔盐储热装置，其特征在于，所述外保温筒层与所述单罐之间设有保温材料。
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